自动控制装置探测到太阳能水箱内的水温达不到设定值时，热泵开始工作并通过混合工质与水箱内的水进行热交换，最终保持水温稳定。热泵的工作原理是把环境介质中贮存的能量在蒸发器中加以吸收而蒸发，蒸发后的制冷剂被压缩机吸入并压缩成高温高压的气体，然后被排入设置在太阳能储热水箱底部的冷凝器中放热。制冷剂蒸气通过工质循环系统内，与水进行对流换热而得到冷凝，同时水得热而升温。

冷凝器的工质经膨胀阀或毛细管节流又重新流入蒸发器中，由此完成一次工作循环。阴天或夜间，热泵蒸发器通过吸收环境大气中的低品热源，保障热泵正常工作，从而可以全天候的产生热水。

太阳能与热泵供热采暖工程工作原理：利用卡诺循环的原理，将太阳能集热器制成太阳能和空气能集热蒸发器，集热蒸发器中的制冷剂工质直接吸收太阳能辐射能（有太阳辐射时的工况）和空气能（夜晚或阴雨天的工况）低温蒸发，经压缩机压缩排出高温高压的制冷剂蒸汽进入高温冷凝器冷凝放热，冷凝液在高低压差的作用下通过热力膨胀阀降压降温进入蒸发器中吸热蒸发，从而形成一个热泵工作循环。系统实现了花少量的电能，将大量的热能从低温热源向高温热源的输送，输送的热量除以所花电能称为热泵的能效比。

太阳能热水器工作原理简介：冷水通过管道进入太阳能热水器内，经过真空管（集热板），真空管（集热板）能收集太阳能，将太阳能转化为热能，然后把冷水加热。由于冷水的比重比热水的比重大，热水会自动往上升到达保温水箱，然后形成一个循环动力，水就在真空管（集热板）那逐渐升温，达到一定温度后就能进入储热水箱，需要热水的时候保温水箱就能供应热水。具体过程请看下面的太阳能热水器工作原理图。